rusmachine

Одним из основных узлов металлорежущих станков, определяющих точность и чистоту обработки, является главный шпиндель с его опорами.

Более 50% проверок на точность, осуществляемых при изготовлении металлорежущих станков, приходится на проверку точности отдельных элементов шпинделя или его положения относительно других деталей или узлов станка.

Потребовалось изготовить шпиндель для зубофрезерного станка модели 53А11

Рассказываем последовательность его изготовления:

Согласно родного чертежа, дело оказалось непростое, везде допуска до 5 мкм. Марка стали 38Х2МЮА.

Черновая токарная обработка

На универсальном токарном станке предварительно обработали поковку в размер

Произвели сплошное сверление, а в последующем расточку центрального отверстия.

Термообработка

Далее по кооперации была выполнена предварительная закалка (улучшение) заготовки с высоким отпуском, в результате чего твёрдость довели до ~32 HRC. Эта операция фактически является этапом нормализации — она снимает внутренние напряжения, возникшие после предварительной токарной обработки, и стабилизирует структуру металла перед последующими операциями.

t=560—580° в течение 6—10 час

Чистовая токарная обработка

После термообработки заготовку не много повело. На этом этапе мы выполнили чистовую токарную обработку детали. Деталь твердая применили специальный инструмент.

Фрезерование овала

На горизонтально-расточном станке был профрезерован овал, обеспечив требуемую геометрию согласно чертежа.

Нарезание шлицев

Следующая операция нарезание шлицев в колличестве 10 шт. Обработка проводилась шлицевой фрезой методом обката, на немецком резьбошлицефрезерном станке HECKERT ZFWVG 250.

Азотирование

По кооперации произвели азотирование детали.

Азотирование — это процесс насыщения поверхности стальной детали атомарным азотом при высокой температуре. В результате на поверхности до 1 мм образуется очень твёрдый азотированный слой. После термообработки шпиндель приехал с твердостью поверхности HRC 69-70 ед.

Изготовлены специальные пробки которые запрессовывают в конусные отверстия шпинделя после его закалки и извлекают оттуда (легким постукиванием или с помощью приспособления). Применение таких баз повышает точность шпинделей, однако в отдельных случаях после шлифования шеек, расположенных на концах шпинделя, после выпрессовки пробок наблюдается овальность этих поверхностей в пределах 0,03—0,04 мм.

Шлифование наружных поверхностей

Установили деталь на круглошлифовальный станок TOS BHU и довели чистовые размеры шеек подшипников, отшлифовали конус.

Шлифование наружных поверхностей является одной из наиболее ответственных и трудоемких операций обработки шпинделей, в результате выполнения которой допустимая конусность и овальность шпиндельных шеек и других ответственных поверхностей должны находиться в пределах 0,003—0,01 мм, радиальное биение шеек шпинделя — в пределах 0,005—0,01 мм, чистота обработанных поверхностей должна соответствовать 7—9-му классам.

Шлифовка шлицев

Ширину шлицев довели до необходимого размера, посадка скользящей втулки по наружному диаметру и боковым граням.

Работы производились на шлицешлифовальном станке 3В451

Шлифовка инструментального конуса шпинделя

Работы производились на специальном внутришлифовальном станке WOTAN.

Шпиндель устанавливают на окончательно отшлифованные наружные шейки и шлифуют конусное отверстие с расчленением на черновые и чистовые проходы (разница в величине подачи). Рекомендуется для повышения точности шлифуемого отверстия охлаждать изделие поливом. Вращение шпинделя должно осуществляться плавно. Контроль точности конусного отверстия осуществляют калибром по краске.

Провели контроль правильность геометрической формы поверхностей, размеры, и взаимное расположение поверхностей.

Шпиндель готов

Изготовление подобного шпинделя является очень сложным и трудоемким процессом, состоящий из множества операций.

Каждый этап — от распила и черновой обработки до высокоточной шлифовки, нарезания шлицов и финальной доводки — требовал участия специалистов, владеющих своим участком не по наслышке.

Задействованы следующие станки:

1. Ленточная пила

2. Токарно-винторезный станок CW6163B

3. Горизонтально-расточной станок UNION BFT

4. Круглошлифовальный станок TOS BHU

5. Резьбошлицефрезерный станок ZFWVG 250/2000

6. Шлицешлифовальный станок 3В451

7. Внутришлифовальный станок WOTAN

Такой результат невозможен без высокой квалификации, точной кооперации и реального производственного опыта. Шпиндель — это не просто деталь, это концентрат труда, технологии и мастерства, которые стоят за каждым точным миллиметром.

Первая станкостроительная компания, г. Челябинск в 2025 г. завершила работы по модернизации и запуску у Заказчика горизонтально-расточного станка модели 2А636Ф

Станина станка 2А636 была полностью переработана специалистами ООО 1СК, перешлифованы направляющие и установлены современные новые комплектующие передовых фирм.

Подобные станки стали серийными по модернизации для предприятия, как итог это короткий срок поставки для Заказчика, качество работ и конкурентоспособная цена.

Технические особенности:

Станок имеет пять независимых осей (X,Y,Z,W+U,B). Каждая ось станка имеет собственный серводвигатель, который сочленен с шарико-винтовой парой диаметром 100мм. Старые редукторы заменены на прецизионные, планетарные ф. ApexDynamics, не требующие обслуживания.  По осям станка установлены оптические линейки ф. СКБ-ИС с разрешением 1мкм. В центр стола встроен оптический датчик поворота с разрешением 1млн. импульсов на оборот.  Коробка скоростей вращения шпинделя трехступенчатая, переключение происходит автоматически.  Внутренний конус шпинделя ISO-50 с автоматическим зажимом оправок. Жесткость станка обеспечена мощной станиной и широкими направляющими. Станок имеет заднюю стойку.

Станок модели 2А636Ф3 по общим условиям испытаний на точность соответствует ГОСТ 2110-93, ГОСТ 8-82, класса “Н”.

Основные технические характеристики:

Диаметр шпинделя - 125 мм
Конус шпинделя - ISO50
Обороты шпинделя - 6,3 - 1250 об/мин

Обороты планшайбы - 3,15-250 об/мин

Радиальное перемещения суппорта планшайбы – 200 мм
Размеры стола 1600х1800 мм
Перемещения мм:
- стол поперечно  2000 мм
- стол продольно  1600 мм
- шпиндельной бабки вертикально 1600  мм
- выдвижного шпинделя 1000 мм
Вращение стола - 360 град
Грузоподъёмность стола - 12 000 кг
Габариты 8700х5600х5100 мм
Масса - 36 350 кг

Renishaw, Серия RMP - датчик касания для измерения деталей на горизонтально-расточном станке.

Они предназначены для автоматического контроля положения заготовки, выравнивания детали, измерения геометрии и компенсации погрешностей обработки.

Принцип работы очень прост: датчик касается детали срабатывает триггерный механизм → через оптический интерфейс сигнал передаётся в ЧПУ → происходит обработка и корректировка данных в зависимости от выбранного режима измерений.

Возможности:

Определение смещения детали относительно нуля станка.

Коррекция системы координат (G54, G55 и т. д.).

Измерение отверстий, пазов, уступов.

Проверка биения и соосности.

После измерения программа может скорректировать параметры резания.

Проверка размеров без снятия детали со станка.

Точность срабатывания и повторяемости ±1 мкм

Специалисты первой станкостроительной компании предлагают поставку датчиков Renishaw серии RMP и установку специального программного обеспечения на систему ЧПУ FANUC

Специалисты из г. Челябинск — Первая станкостроительная компания ввели в эксплуатацию на заводе АО РОТОР г. Вологда горизонтально-расточной станок с ЧПУ модели 2А636Ф3. Это был советский станок после глубокой модернизации. В процессе модернизации все направляющие были заново отшлифованы, пришабрены, установлены новые ходовые винты ШВП, старые редуктора подач заменены на новые без люфтовые — планетарные. Заменена гидравлика, встроена новая телескопическая защита направляющих, защита стойки.

Разработано и изготовлено новое электрооборудование станка, в качестве управления используется Российская система ЧПУ ф. Балт-Систем НЦ310, которая управляет пятью осями станка плюс вспомогательным план-суппортом. (Планшайба предназначена для расточки больших диаметров.), так же установлены прецизионные Российские датчики обратной связи — оптические линейные энкодеры ф. СКБ-ИС с разрешением 1мкм.
Станок соответствует жестким нормам точности ГОСТ 2110—93

Ознакомьтесь с видео 👇🏻👇🏻👇🏻👇🏻👇🏻👇🏻👇🏻👇🏻👇🏻

Об износе деталей станка можно судить по характеру их работы. Повышенный шум в зубчатых передачах — признак износа профиля зубьев. Износ шлицевых и шпоночных соединений проявляется в виде глухих и резких толчков каждый раз, когда изменяется направление вращения или прямолинейного движения. По шуму можно оценить и состояние узлов с подшипниками качения.

На стороне изготовить изношенную деталь с каждым днем становится все сложнее, поэтому мы расширяем производственные технологические возможности по изготовлению запасных частей деталей станков.

Ввели в эксплуатацию резьбошлицефрезерный станок ZFWVG 250-2000, на котором можно изготавливать различные детали со шлицевыми соединениями, нарезать резьбу и зуб на длинных деталях.

Видео процесса изготовления шлицевого соеденения.

Помимо нарезки шлица в данный момент работаем над запуском станка, который еще будет шлиц шлифовать - шлицешлифовальный станок.